DE10164990B4

DE10164990B4 - Kraftfahrzeugtür mit einer oder mehreren Leitungsverbindungen und Verfahren zur Montage der Leitungsverbindungen

Info

Publication number: DE10164990B4
Application number: DE2001164990
Authority: DE
Inventors: Alfried Köstner; Stephan Müller; Georg Kämmler
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2014-04-03
Anticipated expiration: 2021-11-14
Also published as: DE20118469U1; DE10155697A1

Abstract

Verfahren zur Montage einer oder mehrerer elektrischer und/oder optischer Leitungsverbindungen, die zur Verbindung von mindestens einer auf einer Trägerplatte (2) einer Kraftfahrzeugtür befestigten Funktionseinheit (11 bis 19) mit einer oder mehreren weiteren Einheiten oder Anschlüssen (4) dienen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Leitungsverbindungen als Einzelleitungsverbindungen auf der Trägerplatte (2) unabhängig voneinander angeordnet und befestigt werden, indem eine Kunststoffummantelung (37) eines Leitungselements (3, 31) der jeweiligen Einzelleitungsverbindung zumindest teilweise in den plastischen Zustand versetzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer oder mehrerer elektrischer und/oder optischer Leitungsverbindungen, die zur Verbindung von mindestens einer auf einer Trägerplatte einer Kraftfahrzeugtür befestigten Funktionseinheit (z. B. Türsteuergerät, Leuchte, Lautsprecher) mit einer oder mehreren weiteren Einheiten oder Anschlüssen dienen, sowie eine entsprechende Kraftfahrzeugtür.
Aus der DD 295 499 A5 und aus der AT 231540 B sind ein Verfahren zum Fertigen von Verdrahtungssträngen bzw. ein Verfahren zum Befestigen von blanken Drähten auf aus thermoplastischen Kunststoffunterlagen bestehenden Isolierstoffen, insbesondere für die Herstellung von gedruckten Schaltungen, bekannt.
Ein Verfahren zur Herstellung eines vorgefertigten Türmoduls für eine Kraftfahrzeugtür ist aus der DE 196 25 974 C1 bekannt. Dabei wird ein vorgefertigtes Kraftfahrzeugtürmodul mit einer Elektronikeinheit und mehreren elektrischen Komponenten, wie z. B. Fensterhebermotor, Zentralverriegelung, Spiegelverstellung und -heizung, Schalter, Leuchten, Lautsprecher, Sidebag oder dergleichen herstellt, wobei in einer Hauptmontagelinie die Ausrüstung der Trägerplatte mit den für eine bestimmte Fahrzeugtür vorgesehenen elektrischen Komponenten und deren Verkabelung mittels elektrischer Leitungen erfolgt. Dabei werden zumindest ein Teil der elektrischen Leitungen als Einzelleiterverbindungen in einer nebengeordneten Kabel-Fertigungslinie sequenzgenau zur Türmodulfertigung in einer Konfektionierungsvorrichtung vorkonfektioniert und in einer Hauptmontagelinie unmittelbar auf das Türmodul unabhängig voneinander angeordnet. Die Positionierung, also die Befestigung und Kontaktierung der Einzelleiterverbindungen ist jedoch nicht oder nur sehr aufwendig gelöst.
Aus der DE 37 40 593 A1 ist bekannt, daß Kabelbäume zum Anschluß einer Anzahl von elektrischen Einrichtungen, die in ein Kraftfahrzeug eingebaut sind, an flachen, an Fahrzeugrahmen angesetzte Kunstharz-Rahmenabdeckungen oder unmittelbar an Kunstharz-Fahrzeugrahmen oder noch besser an einer Kunstharz-Fahrzeugkarosserie angeordnet werden. Dies dient dazu, den Anschluß der elektrischen Einrichtungen zu erleichtern, den zur Unterbringung des Kabelbaumes ohne Befestigungsmittel erforderlichen Raum zu verkleinern und die Kabelbaumfertigung zu automatisieren. Der auf diese Weise angeordnete Kabelbaum wird an die elektrischen Einrichtungen angeschlossen, indem jeder Satz von Kabelbaumendstellen mit den jeweiligen, am Fahrzeugrahmen befestigten Kontakten der elektrischen Einrichtungen verbunden wird. Die metallischen elektrischen Leiter werden dabei in den Kunstharz versenkt oder durch Ätzung auf der Kunstharzoberfläche strukturiert. Die flächendeckende Isolierung von freiliegenden metallischen Leitern ist jedoch sehr aufwendig und zeitintensiv, zudem wird zur Versenkung von Metallischen Leitern ein hoher Energieaufwand benötigt. Auch ist die prozeßsichere Isolierung eines gegebenenfalls nur teilweise versenkten Leiters risikobehaftet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Montage von elektrischen oder optischen Leitungsverbindungen auf einer Trägerplatte einer Kraftfahrzeugtür anzugeben, das vereinfacht und prozeßsicher eine automatisierbare Bestückung einer Trägerplatte der Kraftfahrzeugtür mit elektrischen oder optischen Einzelleitungsverbindungen ermöglicht, sowie eine Kraftfahrzeugtür zu dieser vereinfachten Montage der elektrischen oder optischen Leitungsverbindungen anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Demgemäß werden eine oder mehrere elektrische öder optische Leitungsverbindungen auf einer Trägerplatte einer Kraftfahrzeugtür positioniert, die zuvor vorzugsweise zumindest teilweise aus Kunststoff hergestellt wird. Auf dieser Trägerplatte wird mindestens eine Funktionseinheiten montiert, wobei die elektrischen oder optischen Leitungsverbindungen zur Verbindung der Funktionseinheit mit einer oder mehreren weiteren Einheiten, wie beispielsweise die Funktionseinheiten oder der Hauptanschluß für die Türelektronik in der A-Säule eines Kraftfahrzeuges, dienen. Nach der Herstellung der Trägerplatte werden zumindest ein Teil der Leitungsverbindungen als Einzelleitungsverbindungen auf die Trägerplatte unabhängig von einander positioniert, indem zur Positionierung eines Leitungselementes der Einzelleitungsverbindungen zumindest in einem Bereich des Leitungselementes dieses zumindest teilweise in den plastischen Zustand versetzt wird. Bevorzugt wird hierzu eine Kunststoffummantelung des Leitungselementes zumindest teilweise plastifiziert. Wird das Leitungselement zur Montage nur teilweise plastifiziert, weist dasselbe einen Bereich auf, der im befestigten Zustand durch Plastifizierung verformt und mit der Trägerplatte stoffschlüssig verbunden ist.
Ein Element der Einzelleitungsverbindung ist beispielsweise ein Leitungselement zum Leiten eines elektrischen Stromes oder zum Leiten von Licht als Lichtwellenleiter. Weitere zugehörige Elemente der Einzelleitungsverbindung sind elektrische Kontaktelemente, Justierungselemente für die Lichtwellenleiter oder andere Steckergehäuse oder Abschirmelemente zur Reduktion der Störeinflüsse auf elektrische Signalverbindungen. Diese Aufzählung ist nur beispielhaft, da zusätzlich auch alle möglichen weiteren Elemente der Einzelleitungsverbindung erfindungsgemäß positioniert werden können.
Die Trägerplatte dient im Allgemeinen zur Aufnahme von Funktionseinheiten, wie beispielsweise einer Leuchte oder einer Anzeigeeinheit. Zudem ist es möglich, daß die Trägerplatte weitere Funktionen, wie eine Design-Funktion, beispielsweise als Teil der Türinnenverkleidung der Kraftfahrzeugtür übernimmt, in die in diesem Fall die Leuchte als Nahfeldleuchte zur Bodenausleuchtung befestigt ist. Vorteilhafterweise ist die Trägerplatte jedoch Teil eines Türmoduls. Das Türmodul weist dabei im Allgemeinen mechanische, elektrische und elektromechanische Funktionseinheiten auf, wie beispielsweise einen Fensterheber einen elektromotorischen Antrieb desselben und einen Teil eines Zuziehgriffs. Um die Funktion der mechanischen und elektromechanischen Funktionseinheiten dauerhaft zu gewährleisten, weist die Trägerplatte des Türmoduls vorzugsweise eine entsprechende mechanische Festigkeit auf.
Heutige Trägerplatten für Türmodule sind üblicherweise aus Metall hergestellt. In zunehmenden Maße werden Kunststoffträgerplatten oder metallische Trägerplatten mit Kunststoff-Insert-Teilen eingesetzt, die eine zusätzliche Möglichkeit zur Integration von weiteren Funktionen, wie beispielsweise integrierte Fensterheberführungsschienen, ermöglichen. Derartige Kunststoffträgerplatten oder Kunststoff-Insert-Teile werden beispielsweise in einem Kunststoffspritzgußverfahren hergestellt. Wird eine Kunststoff-Outsert-Technik verwendet, werden beispielsweise Blechstanzteile in ein Spritzgußwerkzeug für die Trägerplatte vor dem Spritzguß eingelegt.
Wird eine Automatisierung der Positionierung der Leitungsverbindungen angestrebt, so wird zumindest ein Teil der Leitungsverbindungen als Einzelleitungsverbindungen auf die Trägerplatte unabhängig voneinander positioniert. Um die Einzelleitungsverbindungen unabhängig anzuordnen, wird im Gegensatz zum herkömmlichen Kabelbaum jede elektrische oder optische Einzelleitungsverbindungen einzeln durch einen Automaten verlegt, wobei der Automat dabei selbstverständlich mehrere Einzelleitungsverbindungen gleichzeitig verlegen kann, um die Prozeßgeschwindigkeit insgesamt zu erhöhen.
Aufgrund der Ausstattungsvielfalt wird je nach Ausstattungsvariante der Trägerplatte, beispielsweise ob mit oder ohne Lautsprecher, elektrisch verstellbarem Spiegel etc., die Trägerplatte mit Einzelleitungsverbindungen unterschiedlich bestückt. Dies hat gegenüber den bisherigen Kabelbäumen den Vorteil, daß nicht für jede Ausstattungsvariante ein spezieller Kabelbaum benötigt wird, sondern daß die Konfiguration der Verkabelung durch den Automaten übernommen werden kann. Die Einzelleitungsverbindungen brauchen dementsprechend nur als Meterware zugeführt werden, was den Logistikaufwand und die Gefahr einer fehlerhaften Montage erheblich reduziert.
Um ein Leitungselement der Einzelleitungsverbindungen auf der Trägerplatte, vorzugsweise auf Kunststoffbereichen der Trägerplatte, zu positionieren wird das Leitungselement zumindest teilweise in den plastischen Zustand versetzt. Die Plastifizierung des Kunststoffes der Leitungsverbindung ermöglicht zum einen eine steuerbare Verformung der Leitungsverbindung für eine vergrößerte Befestigungsoberfläche, indem das plastifizierte Leitungselement, vorzugsweise eine Kunststoffummantelung desselben, als teigartige, pastöse Masse durch eine mechanische Einrichtung des Automaten umgeformt wird um eine Befestigung des Elementes der Einzelleitungsverbindung, insbesondere durch einen Stoffschluß, alternativ jedoch auch durch einen Formschluß mit der Trägerplatte zur ermöglichen. Für einzelne Befestigungsstellen wird die Kunststoffummantelung lokal plastifiziert, während für eine Befestigung entlang der gesamten Einzelleitungsverbindung der Kunststoff entlang dieser Verlegung der Einzelleitungsverbindung zumindest für einen Teilabschnitt temporär plastifiziert wird.
Eine Leitungsverbindung weist in der Regel ein funktionseinheitsseitiges Anschlußelement, ein oder mehrere leitungselementseitige Anschlußelemente mit einem dazwischen liegenden Leitungselement und ein oder mehrere weitere einheitsseitige Anschlußelemente auf. Für eine elektrische Leitungsverbindung kann das Leitungselement zumindest einen elektrischen, meist metallischen Leiter und einen Schutz und/oder Isolierung desselben aufweisen. Ein elektrisches Anschlußelement weist ein Kontaktelement, beispielsweise in Form metallischer Federn und Kontaktstifte, und möglicherweise ein Steckergehäuse zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit des Anschlusses und gegebenenfalls zur Isolierung mehrere Kontaktelemente untereinander und gegenüber der Umgebung auf.
Die Kunststoffummantelung einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung dient in Doppelfunktion zur elektrischen oder optischen Isolierung des elektrischen oder optischen Leiters und zur Befestigung des Leiters an der Trägerplatte durch die durch Plastifizierung erzeugte Befestigung. Weiterhin dient die Kunststoffummantelung dem mechanischen Schutz des Leiters. Es wird vorzugsweise während der Verformung der Bereich des Leitungselementes, der zur Befestigung plastifiziert wurde, sichergestellt, daß die Isolierung oder der Leiter selbst während des Montagevorganges nicht derart beschädigt wird, daß die Funktion des Leiters beziehungsweise der Isolierung für den Anwendungsfalls beeinträchtigt wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Kunststoffummantelung des Leitungselementes der Kraftfahrzeugtür mindestens zwei Komponenten aufweist. Mittels dieser zwei Komponenten können die Funktionen der Kunststoffummantelung getrennt und jeweils optimiert werden, indem unterschiedliche Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften verwendet werden. Vorzugsweise sind die beiden Komponenten an ihrer Grenzfläche fest miteinander verbunden. Alternativ kann die äußere Komponente die innere insbesondere formschlüssig umgreifen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser Weiterbildung der Erfindung weisen die zwei Komponenten unterschiedliche Schmelztemperaturen zur Plastifizierung auf. Hierdurch wird die zu Befestigung plastifizierte Komponente der Kunststoffummantelung in Stoffschluß mit der Trägerplatte gebracht, während die andere Komponente mit höherer Schmelztemperatur nicht plastifiziert wird und somit formstabil verbleibt. Insbesondere hat diese andere Komponente die Funktion der Isolierung und es kann prozeßtechnisch sichergestellt werden, daß diese Isolierung während der Befestigung des Leitungselementes nicht beschädigt wird.
Um das Leitungselement als Meterware herstellen zu können, sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die zwei Komponenten schichtweise übereinander extrudiert. Auch in dieser Ausgestaltung sind die Komponenten an ihrer Grenzfläche vorteilhafterweise zueinander fixiert. Zur Fixierung sind die Komponenten beispielsweise stoffschlüssig miteinander verbunden. Zur Verbesserung der Fixierung sind vorteilhafterweise Formschlüsse zwischen den Komponenten vorgesehen. Die Schicht der zu plastifizierenden Komponente kann die andere Komponente einschließen oder lediglich auf der Seite zur Befestigung des Leitungselementes auf der Trägerplatte angeordnet sein. Die Schichtdicke der jeweiligen Komponente ist deren Funktion zugeordnet, indem die Schichtdicke der Isolationskomponente der Isolationsspannung angepaßt ist, und die Dicke der zu plastifizierenden Schicht der Oberfläche, insbesondere den Unebenheiten der Oberfläche der Trägerplatte, angepaßt ist.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung weist die Äußere der zwei Komponenten einen Schmelzklebstoff auf, der insbesondere auch mit -einer vorteilhafterweise rauhen Metalloberfläche verbunden werden kann. Anstelle des Schmelzklebstoffes wird in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Klebstoff als zweite Komponente verwendet, der durch Druck plastifizierbar ist und anschließend aushärtet.
Zusätzlich ermöglicht eine örtliche Plastifizierung des Kunststoffes der Trägerplatte eine stoffschlüssige Verbindung mit einem weiteren Material, vorzugsweise dem gleichen oder einem ähnlichen Kunststoff wie der der Trägerplatte oder des Leitungselementes, der mit dem Kunststoff der Trägerplatte oder des Leitungselementes mischbar ist. Beide Varianten können einzeln oder in Kombination die in einer Kraftfahrzeugtür, beispielsweise bei einem Zuschlagen derselben, auftretenden Beschleunigungskräfte aufnehmen und so einen sicheren und zuverlässigen Halt des Elementes der Einzelleitungsverbindung am oder im Kunststoff der Trägerplatte verbessern.
Das beispielsweise aus der DE 35 29 660 C2 bekannte Einspritzen von blechgestanzten Inserteilen als elektrische Leiter in den Kunststoff der Trägerplatte verlangsamt die Produktionsgeschwindigkeit der Trägerplatten erheblich. Die erfindungsgemäße Verlegung der Einzelleitungsverbindungen kann dagegen parallel zu weiteren Produktionsschritten, beispielsweise dem Aufbringen einer Dichtung, erfolgen. Günstigerweise erfolgt die Positionierung der Elemente der Einzelleitungsverbindungen während der Abkühlphase einer spritzgegossenen Trägerplatte. Hierbei kann die Eigenwärme der Trägerplatte nach dem Spritzguß ausgenutzt werden, so daß nur ein geringer zusätzlicher Energieaufwand zur Plastifizierung nötig ist.
Sind die positionierten Elemente formstabile Leitungselemente mit ausreichender mechanischer Stabilität, so dienen diese Leitungselemente gegebenenfalls in einer weiteren Funktion zur Verstärkung der mechanischen Stabilität der Trägerplatte. Hierzu muß die Befestigung zwischen dem Leitungselement und dem Kunststoff der Trägerplatte von ausreichender Festigkeit sein.
Um ein einfaches Recycling der Trägerplatte zu ermöglichen, werden vorteilhafterweise ausnahmslos trennbare oder zusammen recyclebare Kunststoffe in Kombination gewählt. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, für den Kunststoff des Leitungselementes beziehungsweise der Trägerplatte, je nach mechanischer Beanspruchung unterschiedliche Kunststoffe zu verwenden. In diesem Fall bestehen die Bereiche zur Positionierung der Leitungselemente der Einzelleitungsverbindungen aus einem leicht zu plastifizierenden und leicht zu verformenden Kunststoff, während Bereiche zur Aufnahme großer Kräfte, beispielsweise jene der Fensterhebers der Trägerplatte, aus einem wesentlich steiferen, beispielsweise mit Fasern verstärktem, Kunststoff bestehen. Komplexe Trägerplatten werden ebenfalls in einer Mehrkomponenten-Technik, beispielsweise in der 2K-Technik hergestellt.
Als Kunststoffummantelungen für elektrische oder optische Leitungen werden heutzutage häufig PVC und PE eingesetzt, die die elektrische oder optische Ader vor Beschädigungen schützt und eine elektrische und ggf. optische Isolierung gewährleisten kann. Wird für die Trägerplatte ebenfalls PVC oder ein Polyolefin eingesetzt, so werden die beiden Kunststoffe der Ummantelung und der Trägerplatte stoffschlüssig verbunden. Hierzu wird die Kunststoffummantelung zumindest auf der der Trägerplatte zugewandten Seite plastifiziert und die beiden Kunststoffe verbunden. Die Verbindung wird durch einen zusätzlichen auf das Leitungselement ausgeübten Druck noch verbessert. Neben PVC und Polyolefine sind jedoch noch weitere Kunststoff oder Kunststoffkombinationen für ein derartiges Verfahren denkbar.
Ein kunststoffummantelter elektrischer Leiter weist normalerweise eine oder mehrere metallische Adern auf, die auch voneinander isoliert sein können. Eine Ader ist beispielsweise als Schirmung der weiteren Ader gegen elektrottiagnetische Störungen vorgesehen. Beide Adern bilden in diesem Fall mit der Ummantelfung das Leitungselement der Einzelleitungsverbindung. Andere Leitungselemente weisen beispielsweise eine sehr flexible Litze mit vielen kleinen elektrisch verbunden Adern auf, die günstige Verlegungseigenschaften des Leitungselementes und eine verlustarme hochfrequente Signalübertragung ermöglichen.
Endbereiche eines erfindungsgemäß befestigten Leitungselementes der Einzelleitungsverbindungen können in plastifizierten Kunststoff der Trägerplatte zumindest teilweise eingebracht werden. Optische Leiter lassen sich dabei nur verwenden, wenn der optisch leitende Bereich durch das Einbringen in den plastifizierten Kunststoff nicht oder nur unwesentlich beschädigt wird. Mittels dieser Weiterbildung der Erfindung können die Anschlüsse des Leitungselementes als Kontakt im Kunststoff der Trägerplatte fixiert werden. Diese Leiter werden durch zugeführte Energie, beispielsweise einen elektrischen Strom, also durch ohmsche. Verluste oder durch induktiv erzeugte Wirbelströme, erhitzt. Durch die zugeführte Energie wird der Kunststoff der Trägerplatte im Bereich des elektrischen Leiters plastifiziert und der Leiter wird in den plastischen Kunststoff eingedrückt. Zusätzlich kann ein Teil des plastifizierten Kunststoffes zur Isolierung beziehungsweise zur Befestigung des Leitungselementes verformt werden. Durch diese Verformung wird vorteilhafterweise im Anschlußbereich des ein Formschluß mit dem Leitungselement, insbesondere einem blanken elektrischen Leiter, erzielt. Ein isolierters Leitungselement der Einzelleitungsverbindungen wird zumindest teilweise durch einen Zusatzstoff befestigt, indem der Zusatzstoff mit plastifizierten Kunststoff der Trägerplatte oder mit der plastifizierten Kunststoffummantelung des Leitungselementes verbunden wird. Die Verbindung des Zusatzstoffes erfolgt durch Stoffschluß, Kraftschluß oder Formschluß.
Eine zu kombinierender Bestandteil der Erfindung ist die elektrische Kontaktierung eines Leitungselementes. Beispielshaft werden die zwei folgenden Varianten zur Kontaktierung beschrieben.
In der ersten Variante ist vorgesehen; daß ein Endbereich des Leitungselementes zur Kontaktierung der Funktionseinheit außerhalb des Kunststoffes der Trägerplatte zu einem Kontaktelement der Funktionseinheit positioniert angeordnet wird. Hierzu ist der Endbereich des Leitungselementes entweder formstabil, indem beispielsweise ein Leiter entsprechender Dicke und Steife verwendet wird, oder es wird ein flexibler Leiter, beispielsweise eine Litze, verwendet, der durch die Befestigung an dem Kunststoff der Trägerplatte positioniert ist. Zur Kontaktierung des flexiblen Leiters wird vorteilhafterweise eine Schneid-Technik verwendet, indem mindestens ein Kontaktmesser der Funktionseinheit die Isolierung der Litze durchschneidet und so einen Kontakt zum elektrischen Leitungselement herstellt.
In der zweiten Variante wird dagegen ein Kontaktelement der Einzelleitungsverbindung in einem für das Kontaktelement vorgesehenen Bereich des plastifizierten Kunststoffes der Trägerplatte befestigt. Das Kontaktelement wird dabei bevorzugt mit dem selben Automaten auf der Trägerplatte in einem Arbeitsgang mit den Leitungselementen angeordnet. Dabei wird in einer Ausgestaltung dieser Variante ein flexibles Leitungselement an einen Steckerkontakt als Kontaktelement angeschlagen, und anschließend der Steckerkontakt an dem Kunststoff der Trägerplatte befestigt.
Alternativ wird das Leitungselement nach der Befestigung des Kontaktelementes an das Kontaktelement angeschlagen oder besonders vorteilhaft erfolgt die elektrische Kontaktierung gleichzeitig, also im selben Verfahiensschritt, zur Befestigung des Kontaktelementes. Zur Befestigung des Kontaktelementes kann beispielsweise analog zur Fixierung des Befestigungsmittels für das Leitungselement verfahren werden. Dabei wird das Kontaktelement in eine Öffnung des Bereiches, dessen Abmessungen mit denen des Kontaktelementes korrelieren, zur Positionierung befestigt. Hierzu kann wiederum ein Formschluß oder ein Kraftschluß zwischen Kontaktelement und dem Kunststoff der Trägerplatte hergestellt werden.
Werden mehrere Einzelleitungsverbindungen benötigt, werden beispielsweise sowohl die Stromversorgung als auch die Datenleitungen eines Bus-Systems der Funktionseinheit kontaktiert, so werden in einer Ausgestaltung der Erfindung Steckerkontakte als Kontaktelemente des leitungselementseitigen Anschlußelementes durch den Kunststoff der Trägerplatte fixiert und die Steckerkontakte werden zueinander positioniert, um alle Steckerkontakte zu einem Stecker zusammenzufassen, die mittels eines Gegensteckers der Funktionseinheit gleichzeitig für einen Anschluß der Funktionseinheit angeschlossen werden können.
Als Kontaktelement ist eine große Vielzahl von elektrischen Kontaktelementen für die Anwendung des Verfahrens geeignet. Nur beispielhaft wird auf einige vorteilhafte Ausführungen, wie Stift und Kontaktfeder oder Verriegelung, Schneide und Klemme oder Krempe, sowie Schraube und Mutter als Kontaktelemente verwiesen.
Um den Kunststoff des Leitungselementes oder der Trägerplatte in den plastischen Zustand zu versetzen erfolgt dies vorteilhaft durch Erwärmung eines metallischen Leiters oder metallischen Kontaktelementes. Hierzu wird der metallische Leiter oder das Kontaktelement beispielsweise mittels Induktionsheizen, durch ohmsche Verluste im Leiter oder Kontaktelement oder durch einen zusätzlichen Kontaktheizkörper erwärmt.
In alternativen Verfahren zur Plastifizierung des Kunststoffes erfolgen mittels Induktionsheizen von Metallpartikeln im Kunststoff, Heißluft, oder eines mit dem Kunststoff in Kontakt stehenden Heizelementes, einer Wärmebestrahlung, oder Ultraschall. Weitere Möglichkeiten sind die Verwendung eines zusätzlichen Heizwiderstandes, einer Gas- oder Plasmaflamme oder eines Lasers oder Masers. Ebenso sind eine Reiberhitzung, ein Aufquellen oder Anläsen des Kunststoffes oder eine Erwärmung im Hochfrequenzwechselfeld durch dielektrische Verluste anwendbare Verfahren. Die angegebenen Verfahren sind dabei nur beispielhaft. Besonders vorteilhaft wird eine Kombination mehrerer der zuvor genannten Verfahren zur Plastifizierung genutzt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen bezugnehmend auf zeichnerische Darstellungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Türmoduls einer Kraftfahrzeugtür mit einer Trägerplatte aus Kunststoff,
2 eine schematische Schnittdarstellung einer Verrippung der Trägerplatte,
3a und 3b eine schematische Schnittdarstellung eines positionierten Leitungselement es einer Einzelleitungsverbindung mit Zusatzstoff,
4a und 4b eine schematische Schnittdarstellung eines in den Kunststoff der Trägerplatte eingebrachten Leitungselementes einer Einzelleitungsverbindung,
5 eine schematische Darstellung einer Befestigung zur einer weiteren Positionierung eines Leitungselementes einer Einzelleitungsverbindung,
5AA eine schematische Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie AA der 5,
6 eine schematische Darstellung einer weiteren Befestigung eines Leitungselements einer Einzelleitungsverbindung,
7a und 7b eine schematische Schnittdarstellung eines positionierten, isolierten Leitungselementes einer Einzelleitungsverbindung,
8 eine schematische Darstellung eines isolierten Leitungselementes einer Einzelleitungsverbindung, das mittels Schneidkontakte kontaktiert ist,
9 eine schmatische Schnittdarstellung eines Leitungselementes mit einem Anschlußkontaktelement einer Einzelleitungsverbindung,
10a und 10b eine schematische Schnittdarstellung eines Kontaktelementes und dessen Befestigung und elektrische Kontaktierung zu einem Leitungselement einer Einzelleitungsverbindung,
11 eine schematische Schnittdarstellung eines positionierten Kontaktelementes mit einem Steckergehäuse,
12 eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren positionierten Kontaktelementes mit einer Positionierungshilfe eines funktionseinheitsseitigen Anschlußelementes,
13 eine schematische Schnittdarstellung einer isolierten Kreuzung zweier elektrischer Leitungselemente zweier Einzelleitungsverbindungen,
14 eine schematische Schnittdarstellung eines Anschlußelementes mit mehreren Kontaktelementen,
15 eine schematische Darstellung eines weiteren Anschlußelementes mit mehreren Kontaktelementen,
16 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnittes einer Einzelleitungsverbindung mit einem elektrischen Flachbandleitungselement,
17 eine schematische Dartstelllung eines leitungselementseitigen Anschlußelementes mit Stecker und Kontaktelementen,
18a und 18b schematische Schnittdarstellungen der Kontaktierung von Leitungselementen mehrerer Einzelleitungsverbindungen mit einem Steckerelement, und
19a und 19b schematische Schnittdarstellungen eines positionierten, isolierten Leitungselementes einer Einzelleitungsverbindung mit einer Kunststoffummantelung aus zwei Komponenten.
In 1 ist ein Türmodul einer Kraftfahrzeugtür schematisch dargestellt. Das Türmodul weist eine selbsttragende Trägerplatte 2 aus Kunststoff auf. Die Trägerplatte 2 ist in ihrer dreidimensionalen Geometrie im Wesentlichen der Geometrie der Kraftfahrzeugtür, in die sie eingebaut werden soll, angepaßt. Sie ist einstückig aus Kunststoff hergestellt, wobei die Schichtdicke der Trägerplatte 2 zwischen 0,1 bis 5 cm variieren kann. Auf der Trägerplatte 2 sind mehrere Funktionseinheiten, wie Tieftöner 11, Hochtöner 12, Türsteuergerät 13, Fensterheberantrieb 14, Kartentaschenleuchte 15, Bedientastertur 17, Türöffner 18 mit einem Mikroschalter, Vorfeld- oder Einstiegsleuchte 16 und Türschloß 19, montiert. Zudem weist das Türmodul Stecker 100, 101 zu dem Außenspiegel (101) und zur A-Säule (100) auf, die eine Verbindung zu weiteren Funktionseinheiten des Kraftfahrzeugs, beispielsweise der Autobatterie, ermöglichen.
Weiterhin weißt die Trägerplatte 2 Bereiche 21 zur Positionierung von Elementen 3 von Einzelleitungsverbindungen für eine elektrische oder optische Verbindung der Funktionseinheiten 11 bis 19 oder der Stecker 100, 101 auf. Diese separaten Bereiche 21 für die Befestigung des Elementes 3 der Leitungsverbindung werden im Spritzguß des Kunststoffes der Trägerplatte 2 mit geformt. Alternativ zum Spritzgießen werden beispielsweise auch Herstellungsverfahren wie Prägen, Pressen, Gasinnendruck, Kaskadenspritzguß, Schäumen oder Slushen des Kunststoffes verwendet. Weiterhin wird die mechanische Festigkeit der Trägerplatte 2 durch Versteifungsrippen 20 erhöht. Weitere, in 1 nicht dargestellte Bestandteile zur Erhöhung der Festigkeit der Trägerplatte 2 sind vorzugsweise Stanzbleche, die mit dem Kunststoff der Trägerplatte 2 mittels einer Insert- oder Outsert-Technik, also einer Kombination von Stanzbiege- und Spritzgießtechnik, verbunden werden.
Als integrale Bestandteile enthält das Türmodul zahlreiche Funktionselemente aus Kunststoff. Das Merkmal integral bedeutet, daß die Funktionselemente mit der Trägerplatte 2 zusammen herstellt werden, also keinen zusätzlichen Herstellungsschritt benötigen. Sie können mit metallischen Teilen des Türmoduls eine Einheit bilden, so daß sie nicht von den Metallkörpern losgelöst werden können. Ein Beispiel für ein integrales Funktionselement ist das in 1 dargestellte umlaufende Dichtprofil 22 der Trägerplatte 2, das mit einer entsprechend eingebrachten Dichtmasse eine dichtende Trennung der Kraftfahrzeugtür in einen Naßraum (N, 2) und einen Trockenraum (T, 2) ermöglicht.
Die Fixierung der Funktionseinheiten 11 bis 19 auf dem Kunststoff der Trägerplatte 2 erfolgt durch Kraftschluß, Formschluß oder Stoffschluß, beispielsweise in Form eines Haftvermittlers. Für eine mechanische Verankerung der Funktionseinheiten werden vorzugsweise Schrauben zur Anschraubung an die Trägerplatte 2 verwendet.
Die in der 2 dargestellt Schnittansicht der Trägerplatte 2 zeigt einen Wechsel der Versteifungsrippen 20 vom Trockenraum T in den Naßraum N im Bereich 21 zur Einzelleitungsanordnung. In diesem Bereich 21 sind drei Leitungselemente 3 unterschiedlicher Form dargestellt, die von einem Zusatzstoff 32 zur Befestigung oder Isolierung der Leitungselemente 3 abgedeckt sind. Zudem weist zumindest einer der Bereiche 21 – in 2 nicht dargestellt – eine gegen Feuchtigkeit gedichtete Durchführung einer oder mehrerer der Leitungsverbindungen von der Trockenraumseite T zur Naßraumseite N auf.
In den Figuren 7a und 7b sind zwei erfindungsgemäße Möglichkeiten als Schnittansicht dargestellt, wie ein mit PVC isoliertes elektrisches oder PVC ummanteltes optisches Leitungselement 3g, 3h auf einem Kunststoff der Trägerplatte 2g, 2h durch Plastifizierung sowohl der PVC-Ummantelung 37g, 37h als auch des Kunststoffes der Trägerplatte 2g, 2h montiert werden kann. Hierzu müssen die beiden Kunststoffe, das der Trägerplatte 2g, 2h und das PVC der Ummantelung 37g, 37h, miteinander mischbar sein. Während das Leitungselement 3g in 7a auf einer ebenen Fläches der Trägerplatte 2g über den Stoffschluß an der Befestigungsfläche fixiert ist, ist das PVC-Kabel (37h, 3h) in 7b in einer Rille 33h der Trägerplatte 2h verlegt. Die schrägen Seitenwände der Rille 33h ermöglichen je nach Ausstattung der Fahrzeugtür die Befestigung von PVC-Kabeln (37h, 3h) unterschiedlichen Durchmessers in der Rille 33h. Das ummantelte PVC-Kabel (37h, 3h) wird über zwei Befestigungsflächen 38h mit dem Kunststoff stoffschlüssig verbunden. In einem Beispiel für die Kombination verträglicher Materialen besteht die Ummantelung 37g, 37h aus PE (Polyethylen) und die Trägerplatte 2g, 2h aus PP (Polypropylen). Werden unterschiedliche, miteinander mischbare Kunststoffe verwendet, wird eine Materialauswahl entsprechend den Anforderungen an die entsprechende Funktion des Kunststoffes, wie Stabilität, Flexibiltät, Isolierung etc. gewählt.
In 8 ist ein Anschlußelement 4i dargestellt. Das leitungsseitige Anschlußelement 4i besteht in 8 lediglich aus einem PVC-Kabel (37i, 311) mit einer PVC-Ummantelung 37i und einem elektrischen Leiter 31i. Die PVC-Ummantelung 37i des PVC-Kabels (371, 311) ist dabei analog 7a oder 7b auf der Trägerplatte 2i fixiert. Das funktionseinheitsseitige Anschlußelement 10i weist Schneiden 111i zur Kontaktierung auf. Die Schneiden durchschneiden bei der Montage des funktionseinheitsseitigen Anschlußelementes 101 die PVC-Ummantelung 37i des PVC-Kabels (37i, 311), wofür in der Trägerplatte 2i eine Ausformung 41i vorgesehen ist.
Die 19a und 19b zeigen ein Leitungselement mit einer Kunststoffummantelung in 2K-Technik. In 19a ist der Leiter 31t von zwei Schichten 371t und 372t umhüllt, die aus unterschiedlichen Komponenten bestehen. Die innere Komponente besteht aus einem Material mit höherer Schmelztemperatur, so daß diese Schicht 372t nicht plastifiziert wird und damit während der Befestigung im Wesentlichen in ihrer Form verbleibt. Dagegen weist die äußere Komponente 371t einen niedrigeren Schmelzpunkt auf, so daß diese mit dem Plastifizieren einen Stoffschluß mit der Trägerplatte 2t bildet. Die Grenzfläche zwischen der inneren Komponente 372t und der äußeren Komponente 371t ist dabei nicht zwingend zur beiderseitigen Fixierung der Komponenten 371t und 372t untereinander ausgelegt, da die äußere Komponente 371t die innere Komponente 372t umhüllt und somit örtlich festlegt.
Ist dagegen eine Fixierung der Komponenten zueinander gewünscht, kann ein Stoffschluß zwischen den Komponenten zur verbesserten Festigkeit genutzt werden. Zusätzlich oder alternativ wird ein Formschluß zwischen den Komponenten 371u und 372u hergestellt, wie 19b zeigt. Die dargestellten Formschlußelemente können über die gesamte Länge oder örtlich begrenzt im Leitungselement integriert sein, oder nachträglich beispielsweise durch Umformung oder Zusatzelemente hergestellt werden.
Im Übrigen sei noch auf andere Befestigungsarten hingewiesen, die mit der erfindungsgemäßen Befestigung besonders günstig kombiniert werden können. Dabei zeigt die 3a eine schematische Schnittdarstellung eines angeordneten Leitungselementes 3a einer Einzelleitungsverbindung mit einem das Leitungselemente 3a bedeckenden Zusatzstoff 32a. Das Leitungselement 3, beispielsweise ein Lichtleiter, Lichtwellenleiter oder ein elektrischer Leiter, ist dabei in einer Rille oder Nut 33a der Trägerplatte 2a angeordnet. Die Rille oder Nut 33a ermöglicht eine automatisierte Verlegung des Leitungselementes 3a in den hierfür vorgesehenen Bereichen 21 (1, 2), indem die Rille oder Nut 33a gleichzeitig zur Führung eines beweglichen Verlegungs-Kopf es des Automaten dient. In den Bereichen 21 können dabei mehrere Rillen 33a zur parallelen Verlegung mehrerer Leitungselemente 3a genutzt werden. Weisen elektrische Leitungselemente 3a eine eigene Isolierung auf, oder werden optische Leitungselemente 3a verwendet, können mehrere Leitungselemente desselben oder unterschiedlichen Typs in einer Rille oder Nut 33a positioniert werden.
Das Leitungselement 3a der Einzelleitungsverbindungen ist durch einen aufgebrachten Zusatzstoff 32a zumindest abschnittsweise isoliert und befestigt. Als Zusatzstoff 32a eignen sich Materialien aus dem gleichen Kunststoff wie die Trägerplatte 2a oder andere Kunststoffe, die mit dem Kunststoff der Trägerplatte 2a verträglich sind, so daß im plastifizierten Zustand der Zusatzstoff 32a und der Kunststoff der Trägerplatte 2a miteinander verbindbar sind.
Der Zusatzstoff 32a wird als Pulver oder Granulat auf und in die Rille 33a mit dem darin bereits befindlichen Leitungselement 3a zugeführt, anschließend wird das Pulver oder Granulat sowie der die Rille 33a bildende Kunststoff lokal plastifiziert, also in einen schmelzflüssigen oder pastösen Zustand versetzt, so daß der Zusatzstoff 32a mit dem Kunststoff der Trägerplatte 2a einstückig die Befestigung und Isolierung des Leitungselementes 3a ausbildet, ohne das die Struktur oder die Festigkeit der Trägerplatte 2a auch nur temporär beeinträchtigt wird. Alternativ wird eine Kunststoffschmelze als Zusatzstoff 32a durch einen kleinen Extruder, oder durch eine beheizte Kanüle aufgebracht oder aufgeschäumt, was das Aufbringen angepaßter Schichtdickten des Zusatzstoffes 32a ermöglicht. Die plastifizierten Materialien 2a, 32a härten anschließend aus. Zusätzlich wird in Doppelfunktion von dem ausgehärteten Zusatzstoff 32a die Festigkeit der Trägerplatte 2a erhöht.
Die 3b zeigt eine alternative Ausführungsform einer Rille oder Nut 33b in einer Trägerplatte 2b einer Kraftfahrzeugtür in einer Schnittdarstellung. Auch bei dieser Ausführungsvariante ist die Positionierung von einem oder mehreren elektrischen oder optischen Leitungsverbindungen auf einer Trägerplatte 2b, die zumindest teilweise aus Kunststoff besteht, möglich. Die Elemente 3b der Einzelleitungsverbindungen sind auf der Trägerplatte 2b unabhängig voneinander positioniert. Das in 3b dargestellte Leitungselement 3b der Einzelleitungsverbindungen ist in der Rille oder Nut 33b mittels eines Lackes 32b oder Vergußstoffes 32b, beispielsweise einen Vergußharz oder einen Heißkleber, oder mittels eines Kunststoffschaumes als Zusatzstoff 32b fixiert.
Werden ein oder mehrere Leitungselemente 3b in der Rille oder Nut 33b vergossen, ist eine Plastifizierung des Kunststoffes der Trägerplatte 2b nicht notwendig, kann aber zusätzlich ergänzt werden. Ausreichend ist die stoffschlüssige Klebeverbindung zwischen dem Vergußstoff 32b und dem Kunststoff der Trägerplatte 2b, der in dieser Alternative auch als Duroplaste ausgeführt sein kann. Auch in diesem Fall dient der Zusatzstoff 32b als Befestigung und/oder als Isolator der elektrischen Leitungselemente 3b. Eine Vorbefestigung des Leitungselementes 3b wird durch eine elastische Verformung der Rillenseitenwände oder durch eine plastische Verformung des Kunststoffes der Trägerplatte 2 ermöglicht.
In 4a ist ein schematischer Schnitt eines in den Kunststoff der Trägerplatte 2c eingebrachten Leitungselementes 3c einer Einzelleitungsverbindung dargestellt. Das Leitungselement 3c ist durch den Kunststoff der Trägerplatte 2c zumindest abschnittsweise isoliert. Der Kunststoff der Trägerplatte, vorzugsweise die Ränder einer in 3a oder 3b dargestellten Rille oder Nut 33a, 33b, wird zur Isolierung oder Befestigung des Leitungelementes 3c für einen einstückigen Einschluß 35c des Leitungselementes 3c im plastischen Zustand umgeformt und anschließend ausgehärtet. Alternativ ist in 4b dargestellt, daß ein Leitungselement 3d in den Kunststoff der Trägerplatte 2d durch eine Plastifizierung ganz eingebracht ist.
In den folgenden Figuren 5, 5AA und 6 sind Möglichkeiten der Befestigung beziehungsweise Vorbefestigung eines Leitungselementes 3e, 3f dargestellt. In 5 ist in einer 2D-Draufsicht schematisch dargestellt, daß ein Leitungselement 3e in der Öffnung oder Rille 33e des Kunststoffes der Trägerplatte 2e befestigt ist. Die Rille 33e weist in diesem Ausführungsbeispiel Anpassungsrippen 36e auf. Die Anpassungsrippen 36e werden für die Vorbefestigung eines massiven elektrischen Leiters 3e, beispielsweise eine Kupferdrahtes, durch das Einbringen des Leiters 3e verformt. Zur Verformung wird das zum Kupferdraht 3e weisende Ende der Anpassungsrippe 36e zumindest teilweise, beispielsweise durch die Wärme des Kupferdrahtes, plastifiziert. Eine derartig verformte Anpassungsrippe 36e ist in der 5AA dargestellt, die eine Schnittdarstellung entlang der Linie AA der 5 zeigt.
Ist das Leitungselement 3e dagegen zumindest teilweise elastisch verformbar, kann das Leitungselement 3e ohne plastische Verformung der Anpassungsrippen 36e durch Eindrücken in die Rille 33e vorbefestigt werden. Für eine verbesserte Vorbefestigung weisen die Anpassungsrippen eine hohe Oberflächenrauhigkeit mit einem entsprechend hohen Rz-Wert auf. Eine ähnliche Befestigung ist aus der DE 195 21 735 A1 für eine Fahrzeugleuchte bekannt. Die Beschleunigungskräfte, die in der Kraftfahrzeugtür, beispielsweise durch Zuschlagen derselben, auftreten, können jedoch ein Lösen des Leitungselementes 3e verursachen. Erst die Lösung analog der Figuren 3a bis 4b kann eine dauerhafte Zuverlässigkeit der Befestigung gewährleisten.
In 6 ist eine weitere Ausgestaltung der Befestigung oder Vorbefestigung des Leitungselementes 3f durch zwei gegenüber angeordnete Anpassungsrippen 36f der Trägerplatte 2f dargestellt. Entlang der Rille 33f wird das Leitungselement 3f verlegt, indem es in den Spalt zwischen den beiden Anpassungsrippen 36f unter Plastifizierung eines Teils des Kunststoffes der Anpassungsrippen 36f eingebracht wird. Zur vereinfachten Verlegung kann (in 6 nicht dargestellt) der obere Bereich der Anpassungsrippen 36f angeschrägt sein.
In 9 ist eine besonders einfache Ausführung der Positionierung eines Leitungselementes 32j und eines leitungselementseitigen Anschlußelementes 4j dargestellt. Das Anschlußelement 4j weist dabei zumindest einen im Wesentlichen formstabilen Abschnitt eines Leitungselementes 31j als ein Kontaktelement 42j auf, der zum Anschluß der Funktionseinheit (bsw. 11 bis 19) aus dem Kunststoff der Trägerplatte 2j ragt. Dieser Abschnitt 42j des Leitungselementes 31j wird durch das Pulver und die anschließende Plastifizierung mit isoliert (in 9 nicht dargestellt). Die Kontakte des Anschlußelementes der Funktionseinheit stellen dann lediglich bei der Montage die Kontaktierung des Abschnittes 42j sicher, indem sie beispielsweise die Isolierung durchschneiden.
In den Figuren 10a und 10b sind zwei Schritte der Positionierung eines elektrischen leitungsseitigen Kontaktelementes 43k dargestellt. Das Kontaktelement 43k weist einen Schaft 433k mit einer Rändelung 434k sowie eine Scheibe 432k zur Kontaktierung eines Leitungselementes 31k und/oder als Montageanschlag sowie einen Kontaktstift 431k zur Kontaktierung mit dem funktionseinheitsseitigen Anschlußelement einer Funktionseinheit auf. Zur Fixierung ist in dem Kunststoff der Trägerplatte 2k eine Öffnung 44k vorgesehen, deren Abmessungen mit dem Durchmesser des Schaftes 433k korrelieren.
Während des Einbringens des Kontaktelementes 43k ist der Kunststoff im Bereich der Öffnung 44k plastifiziert. Nach der Aushärtung bildet die Rändelung mit dem Kunststoff der Öffnung 44k einen Formschluß zur dauerhaften Fixierung des Kontaktelementes 43k. In den in 10a und 10b dargestellten Verfahrensausschnitten wird das Kontaktelement 43k mit dem Leitungselement 31k gleichzeitig mit der Fixierung des Kontaktelementes 43k elektrisch verbunden. Alternativ, in 10a oder 10b nicht dargestellt, wird das Leitungselement 31k zuvor an das Kontaktelement 43k angeschlagen und das Kontaktelement 43k erst nachfolgend fixiert.
Anstelle der Rändelung 434k des Kontaktelementes 43k weist das Kontaktelement 43k ein selbstschneidendes Gewinde – in 10a oder Mb nicht dargestellt – auf, welches zur Befestigung mit dem Kunststoff der Trägerplatte 2k verschraubt wird.
In 11 ist eine weitere Ausführungsform eines leitungsseitigen Anschlußelementes 4L dargestellt. Das Kontaktelement 43L weist zusätzlich ein Federelement 431L zur Kontaktierung eines Kontaktes eines funktionseinheitseitigen Anschlußelementes auf. Ein Steckergehäuse 5L des leitungselementseitigen Anschlußelementes 4L der Einzelleitungsverbindungen ist einstückig mit dem Kunststoff der Trägerplatte 2L ausgebildet, so daß zumindest ein Element 5L der Einzelleitungsverbindung durch den Kunststoff der Trägerplatte 2L ausgebildet ist. Am Steckergehäuse 5L sind zusätzlich Formschlußelemente 51L zur Befestigung des funktionseinheitsseitigen Anschlußelementes angeformt. Durch Zwangsentformung werden die Formschlußelemente 51L mit dem Spritzguß der Trägerplatte 2L gleichzeitig hergestellt. Alternativ werden Schieber im Spritzgußverfahren eingesetzt um die Formschlußelemente 51L herzustellen. Die Formschlußelemente 51L dienen zur lösbaren Befestigung des funktionseinheitsseitigen Anschlußelementes.
12 zeigt eine Ausführungsform eines leitungsseitigen Anschlußelementes 4m und eines Teils eines korrespondierenden funktionseinheitsseitigen Anschlußelementes 10m. Das leitungsseitige Anschlußelement 4m weist eine Buchse mit Kontaktfedern 45m auf, die im montierten Zustand den elektrischen Kontakt zur Funktionseinheit über einen Kontaktstift 112m des funktionseinheitsseitigen Anschlußelementes 10m sicherstellen. Einstickig mit dem Kunststoff der Trägerplatte 2m ist zudem eine Positionierungshilfe 52m angespritzt, die zudem weitere Funktionen, beispielsweise als Versteifungsrippe 20 erfüllen kann.
In 13 ist ein Kreuzungsbereich zweier elektrischer Leitungselemente 3n' und 3n'' dargestellt. Die in Rillen der Trägerplatte 2n angeordneten elektrischen Leitungselemente 3n' und 3n'' werden durch den Zusatzstoff 32n voneinander und gegenüber der Umwelt elektrisch isoliert.
Mehrere Kontaktelemente 43o, 43pi bis 43p3 werden vorteilhafterweise, wie in 14 oder in 15 dargestellt, gleichzeitig fixiert. in 14 sind die Kontaktelemente 430 des leitungselementseitigen Anschlußelementes 4o durch eine Kunststoffhalterung 49o zu einander positioniert und fixiert. Zusätzlich weisen einige der Kontaktelemente 43o Kontaktfedern 45o für einen verbesserten Kontakt oder Formschluß mit einer Funktionseinheit auf. Im Kunststoff der Trägerplatte 2o sind entsprechend der Zahl der Kontaktelemente 43o Öffnungen 44o zur Aufnahme der Kontaktelemente 43o geformt, deren oberer Rand zur erleichterten Einführung der Kontaktelemente 43o angeschrägt ist. Ein weiterer Teil des Steckergehäuses 5o wird durch angespritzten Kunststoff der Trägerplatte 20 gebildet. 15 zeigt dagegen eine Draufsicht eines Steckergehäuses 53p aus Metall, das gleichzeitig zur Schirmung von Signalleitungen und/oder als Massekontakt dient. Einige unterhalb der Oberfläche des Trägerplatte 2p verlegte Leitungselemente 3p sind gestrichelt angedeutet. Die Kontaktelemente 43p1 bis 43p3 sind entsprechend des benötigten Stromflusses unterschiedlich dick ausgeprägt. Das metallisch Steckergehäuse 53p weist zudem Verhakungselemente 531p zur formschlüssigen Befestigung des funktionseinheitsseitigen Anschlußelementes auf.
Die 16 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Anschlußkontaktierung einer Einzelleitungsverbindung. Das funktionseinheitsseitige Anschlußelement 10q weist einen Federkontakt 113q auf. Dieser Federkontakt 113q drückt im montierten Zustand mit der eigenen Federkraft auf einen Flachbandleiter 39q und stellt so einen elektrischen Kontakt her. Anstelle des Flachbandleiters 39q wird vorteilhafterweise auch eine flexible Leiterplatte (FPC) verwendet. Der Flachbandleiter 39q wird mittels eines Befestigungsmittels 46q, beispielsweise einer Schraube oder eines Nagels mit Rändelung, fixiert. Zur Fixierung wird der Kunststoff der Trägerplatte 2q im Bereich des Ortes der Befestigung temporär plastifiziert. Zusätzlich kann der Flachbandleiter 39q durch einen Zusatzstoff 32q befestigt und isoliert werden.
Die 17 zeigt eine Steckergehäuse 5r mit Positionierungshilfen 54r zur Positionierung von Endbereichen elektrischer Leitungselemente 43r als Kontaktelemente (43r). Durch die Positionierung der Endbereiche wird die Kontaktsicherheit eines elektrischen Kontaktes zum funktionseinheitsseitigen Anschlußelement verbessert. Einige unterhalb der Oberfläche des Trägerplatte 2r verlegte Leitungselemente 3r sind gestrichelt angedeutet. Zusätzlich weist das Steckergehäuse 5r Formschlußelemente 55r zur Befestigung des funktionseinheitsseitigen Anschlußelementes auf.
In 18a und 18b wird dargestellt, daß ein Steckergehäuse 57s als Element der Einzelleitungsverbindung durch Stoffschluß mit dem Kunststoff der Trägerplatte 2s befestigt wird. Hierzu weist das Steckergehäuse 57s Ultraschallschweißnasen 56s auf, die nach dem Ultraschallschweißen einstückig mit dem Kunststoff der Trägerplatte 2s ausgebildet sind. Um die richtige Position bei der Befestigung zu gewährleistung, sind mit der Trägerplatte 2s einstückig ausgebildete Positionierungshilfen 52s vorgesehen.
In Rillen 33s der Trägerplatte 2s sind elektrische Leitungselemente 31s vorgesehen, die zur Kontaktierung mit Kontaktplatten 47s des separaten Kunststoffsteckergehäuses 57s federnd befestigt sind. Alternativ, in 18a und 18b nicht dargestellt, sind die Kontaktplatten 47s des Kunststoffsteckergehäuses zum Anfedern der elektrischen Leitungselemente 31s ausgebildet. Das Kunststoffsteckergehäuse 57s weist zudem mit den Plattenkontakten 47s durch elektrische Leitungen verbundene Klemmfedern 48s auf, die zur elektrischen Kontaktierung mit Kontaktstiften 112s eines funktionseinheitsseitigen Anschlußelementes los dienen.
Um das funktionseinheitsseitige Anschlußelement 10s mit dem Kunststoffsteckergehäuse 57s mechanisch zu verbinden, weist das funktionseinheitsseitige Anschlußelement 10s Kunststoffhaken 114s auf, die einen Formschluß mit Verhaktungselementen 55s aus Kunststoff des Kunststoffsteckergehäuses 57s im montierten Zustand bilden.
Für alle Ausführungsbeispiele werden für die Leitungselemente, die Funktionseinheiten, die Trägerplatte und die Kunststoffsteckergehäuse thermoplastische Kunststoffe verwendet. Neben Standardpolymeren wie Polyolefinen wie Polypropylen oder Polyethylen sind vorzugsweise auch Kunststoffe auf Basis von, Polyamid, Polyester, Polyphenylenoxid, Polyoxymethylen Polyphenylensulfid, Polyurethan, Polycarbonat oder Copolymeren auf Polystyrol-Basis wie Acrylnitril-Styrol-Acrylester-Pfropfpolymeren zu nennen, die ggf. auch mit Glas-, Stahl-, Kohlenstoff-, Aramid- oder Naturfasern verstärkt sein können. Als Polyester können insbesondere Polyethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat eingesetzt werden. Die Faserverstärkung wird wahlweise mit Langfasern, Kurzfasern, Faserfließen und/oder Fasermatten bewirkt Es ist auch möglich, daß die einzelnen Bestandteile des Türmoduls aus unterschiedlichen Kunststoffen bestehen oder daß die Leitungselement, die Trägerplatte, die Gehäuse und Anschlußelemente der Funktionseinheiten aus mehreren verschiedenen Kunststoffen bestehen. In diesem Fall kann es erforderlich sein die Prozeßschritte sequentiell oder simultan über mehrere Aggregate durchzuführen.
Bezugszeichenliste

101, 10m, 10q, 10s: Anschlußelement der Funktionseinheit
11: Tieftöner
12: Hochtöner
13: Türsteuergerät
14: Fensterheberantrieb
15: Leuchte, Kartentasche
16: Leuchte, Vorfeld
17: Bedienungstastertur
18: Türöffner mit Mikroschalter
19: Türschloß
100: Stecker zur A-Säule
101: Stecker zur Seitenspiegel
111i: Schneidkontakte des funktionseinheitseitigen Anschlußelementes
112m, 112s: Kontaktstifte des funktionseinheitseitigen Anschlußelementes
113q: Federkontakt des funktionseinheitseitigen Anschlußelementes
114s: Kunststoffhaken
2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h, 2i, 2j, 2k, 2L, 2m, 2n, 2o, 2p, 2q, 2r, 2s, 2t, 2u: Trägerplatte
20: Versteifungsrippen der Trägerplatte
21: Bereich der Trägerplatte zur Einzelleitungsanordnung
22: umlaufendes Dichtungsprofil der Trägerplatte
3, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h, 3n', 3n'', 3p, 3r, 3t, 3u: Leitungselement
31i,31j, 31k, 31L, 31m, 31s, 31t, 31u: elektrischer Leiter als Leitungselement
32, 32a, 32b, 32j, 32k, 32L, 32m, 32n, 32q: Zusatzstoff zur Befestigung oder Isolierung eines Leitungselementes
33a, 33b, 33e, 33f, 33h, 33s, 33t, 33u: Nut oder Rille zur Positionierung eines Leitungselementes
34b: Ausformung
35c: Umgeformter Kunststoff der Trägerplatte
36e, 36f: Anpassungsrippen
37g, 37h, 37i: PVC-Isolierung eines Leitungselementes
371t, 371u: plastifizierbare Komponente der Ummantelung des Leitungselementes
372t, 372u: nicht plastifizierte, isolierende Komponente der Ummantelung des Leitungselementes
38g, 38h, 38i, 38t, 38u: Befestigungsfläche eines Stoffschluß zweier vertraglicher Kunststoffe
39q: Flachbandleiter
4i, 4j, 4L, 4m, 4o: leitungselementseitiges Anschlußelement
41i: Ausformung für Schneidkontakte
42j: Kontaktstift des elektrischen Leitungselementes als Kontaktelement
43k, 43L, 43m, 43o, 43r, 43p1, 43p2, 43p3: elektrisches Kontaktelement
431k, 431L: Kontaktstift des elektrischen Kontaktelementes
431L: Federelement des Kontaktstiftes
432k, 432L, 432m: Scheibe des elektrischen Kontaktelementes
433k, 433L: Schaft des elektrischen Kontaktelementes
434k, 434L, 434m, 434o: Rändelung als Formschlußelementes des elektrischen Kontaktelementes
44k, 44L, 44o: Öffnung im Kunststoff der Trägerplatte zur Aufnahme des Kontaktelementes
45m, 45o: Kontaktfedern des elektrischen Kontaktelementes
46q: Schraube als Befestigungselement
47s: Kontaktplatten
48s: Klemmfeder
49o: Kunststoffhalterung für Kontaktelemente
5L, 5o, 5r: Steckergehäuse
51L: Formschlußelemente des Steckergehäuses
52m, 52s: Positionierhilfe des Steckergehäuses
53p: metallisches Steckergehäuse
531p: Verhakungselemente des metallischen Steckergehäuses
54r: Positionierhilfen für die Kontaktelemente
55r, 55s: Verhakungselemente aus Kunststoff
56s, 56s': Ultraschall-Schweißnase
57s: separates Kunststoffsteckergehäuse
58s: elektrische Verbindung im Kunststoffsteckergehäuse

Claims

Verfahren zur Montage einer oder mehrerer elektrischer und/oder optischer Leitungsverbindungen, die zur Verbindung von mindestens einer auf einer Trägerplatte (2) einer Kraftfahrzeugtür befestigten Funktionseinheit (11 bis 19) mit einer oder mehreren weiteren Einheiten oder Anschlüssen (4) dienen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Leitungsverbindungen als Einzelleitungsverbindungen auf der Trägerplatte (2) unabhängig voneinander angeordnet und befestigt werden, indem eine Kunststoffummantelung (37) eines Leitungselements (3, 31) der jeweiligen Einzelleitungsverbindung zumindest teilweise in den plastischen Zustand versetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die Trägerplatte (2) zumindest teilweise aus Kunststoff hergestellt wird, – dass zusätzlich der Kunststoff der Trägerplatte (2) am Ort der Befestigung des Leitungselementes (3, 31) in den plastischen Zustand versetzt wird, und – dass zur stoffschlüssigen Befestigung die Kunststoffummantelung (37) und der Kunststoff der Trägerplatte (2) im plastischen Zustand verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – dass ein Teil des plastifizierten Kunststoffes der Trägerplatte (2) zur zusätzlichen Isolierung und/oder Befestigung des Leitungselementes (3, 31) verformt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (3, 31) zumindest teilweise durch einen Zusatzstoff (32) befestigt wird, indem der Zusatzstoff (32) mit dem plastifizierten Kunststoff der Trägerplatte (2) und/oder der plastifizieren Kunststoffummantelung (37) des Leitungselementes (3, 31) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff (32) aus dem gleichen oder einem mit dem Trägerplattenmaterial mischbaren Kunststoff besteht, wobei der Zusatzstoff (32) zur stoffschlüssigen Verbindung auch zumindest teilweise plastifiziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Plastifizierung das Leitungselement (3, 31) in einem dafür vorgesehenen Bereich (21) des Kunststoffes der Trägerplatte (2) vorbefestigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Endbereich des Leitungselementes (3, 31) zur Kontaktierung der Funktionseinheit (11 bis 19) außerhalb des Kunststoffes der Trägerplatte (2) zu einem Kontaktelement (42, 43) der Funktionseinheit (11 bis 19) justiert angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein mit dem Leitungselement (3, 31) verbundenes Kontaktelement (42, 43) der Einzelleitungsverbindung im für das Kontaktelement (42, 43) vorgesehenen Bereich (21) des plastifizierten Kunststoffes der Trägerplatte (2) befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, – dass ein Leiter (31L) des Leitungselementes (3, 31) an einen Steckerkontakt (43L) als Kontaktelement angeschlagen wird, und – dass der Steckerkontakt (43L) an dem Kunststoff der Trägerplatte (2) befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Kunststoff der Trägerplatte (2) fixierte Steckerkontakte (43L) eines leitungselementseitigen Anschlußelementes (4L) zueinander angeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffummantelung (37) des Leitungselementes (3, 31) beziehungsweise der Kunststoff der Trägerplatte (2) mittels – eines Induktionsheizens eines metallischen Leiters oder eines metallischen Kontaktelementes im Kunststoff, – eines Induktionsheizens von Metallpartikeln im Kunststoff, – Heißluft, – eines Kontaktheizkörpers, – einer Wärmebestrahlung, – Ultraschall, – eines Heizwiderstandes, – einer Gasflamme, – einer Plasmaflamme, – eines Lasers oder Masers, – einer Reiberhitzung, – Aufquellen oder Anläsen des Kunststoffes, – einer Erwärmung im Hochfrequenzwechselfeld durch dielektrische Verluste, oder – einer Kombination mehrerer der zuvor genannten plastifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffummantelung (37) einen Haftklebstoff aufweist, der durch die Einwirkung von Druck zumindest auf der der Trägerplatte (2) zugewandten Seite plastifiziert wird.
Kraftfahrzeugtür mit einer oder mehreren elektrischen oder optischen Leitungsverbindungen zur Verbindung von mindestens einer auf einer Trägerplatte (2) montierten Funktionseinheit (11 bis 19) mit einer oder mehreren weiteren Einheiten oder Anschlüssen (4), dadurch gekennzeichnet, – dass zumindest ein Teil der Leitungsverbindungen als Einzelleitungsverbindungen auf der Trägerplatte (2) unabhängig voneinander angeordnet sind, und – dass ein Leitungselement (3, 31) der jeweiligen Einzelleitungsverbindung mindestens einen durch Plastifizierung verformten Bereich aufweist, der zur Befestigung mit der Trägerplatte (2) stoffschlüssig verbunden ist.
Kraftfahrzeugtür nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Plastifizierung verformte Bereich eine Kunststoffummantelung (37) des Leitungselementes (3, 31) ist.
Kraftfahrzeugtür nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffummantelung (37) mindestens zwei Komponenten (371t, 372t) aufweist.
Kraftfahrzeugtür nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Komponenten (371t, 372t) unterschiedliche Schmelztemperaturen zur Plastifizierung aufweisen.
Kraftfahrzeugtür nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Komponenten (371t, 372t) schichtweise übereinander extrudiert sind.
Kraftfahrzeugtür nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Äußere (371t) der zwei Komponenten (371t, 372t) Schmelzklebstoff aufweist.
Kraftfahrzeugtür nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Innere (372t) der zwei Komponenten (371t, 372t) mindestens eines elektrischen Leiters (31t) isoliert und nicht plastisch verformt ist.
Kraftfahrzeugtür nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das ein Element der Einzelleitungsverbindungen durch einen Kunststoff der Trägerplatte (2) oder durch einen aufgebrachten Zusatzstoff (32a) aus dem gleichen oder einem stoffschlüssig verbindbaren Kunststoff zumindest abschnittsweise isoliert und/oder befestigt ist.
Kraftfahrzeugtür nach einem der Ansprüche 13 bis 19, gekennzeichnet durch separate, für die Befestigung des Leitungselementes (3, 31) der Leitungsverbindung (im Spritzguß) geformte Bereiche (21) des Kunststoffes der Trägerplatte (2).
Kraftfahrzeugtür nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (2) den Türinnenraum in einen Trockenraum (T) und einen Naßraum (N) teilt, wobei die Bereiche (21) einen Wechsel einer Verrippung (20) der Trägerplatte (2) von der Trockenraumseite in die Naßraumseite aufweisen.
Kraftfahrzeugtür nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Bereiche (21) eine gegen Feuchtigkeit gedichtete Durchführung einer oder mehrerer der Leitungsverbindungen von der Trockenraumseite zur Naßraumseite aufweisen.
Kraftfahrzeugtür nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche (21) eine oder mehrere Rillen oder Nuten (33) zur Vorpositionierung des Leitungselementes (3, 3) und zur anschließenden Befestigung desselben aufweisen.
Kraftfahrzeugtür nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steckergehäuse (57s) einer Leitungsverbindung mindestens einen durch Plastifizierung verformten Bereich (56s) aufweist, der mit der Trägerplatte (2) stoffschlüssig verbunden ist.